(57)【要約】【課題】半導体ウェーハにレーザーマークを施す場合に、特に、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをマーキングする際において、シリコンが溶融して飛び散る度合いを抑制するレーザーマーキング装置およびレーザーマーキング方法を提供する。【解決手段】半導体ウェーハにレーザーマークを施すレーザーマーキング装置であって、少なくとも、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を半導体ウェーハ上に走査する走査手段と、該走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段を具備し、該遮蔽手段は、前記走査手段によって進行方向が変えられた前記レーザー光を、前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽することができるものであるレーザーマーキング装置およびこれを用いたレーザーマーキング方法。【選択図】図１
2006286753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハにレーザーマークを施すレーザーマーキング装置であって、少なくとも、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を半導体ウェーハ上に走査する走査手段と、該走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段を具備し、該遮蔽手段は、前記走査手段によって進行方向が変えられた前記レーザー光を、前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽することができるものであることを特徴とするレーザーマーキング装置。
【請求項２】
前記走査手段が、ガルバノメータスキャナであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーキング装置。
【請求項３】
前記遮蔽手段が、遮蔽板またはミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザーマーキング装置。
【請求項４】
前記遮蔽手段が、少なくとも、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをレーザーマーキングする時に前記レーザー光を遮蔽するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザーマーキング装置。
【請求項５】
半導体ウェーハにレーザーマークを施す方法であって、レーザー光源からレーザー光を射出し、走査手段により前記レーザー光の進行方向を変えてから、前記走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段によって、前記レーザー光を前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽し、その後、前記遮蔽手段による遮蔽をはずして、前記半導体ウェーハにレーザーマークを施すことを特徴とするレーザーマーキング方法。
【請求項６】
前記レーザー光の遮蔽を、少なくとも、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをレーザーマーキングする時に行うことを特徴とする請求項５に記載のレーザーマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハにレーザーマークを施す際に、溶融シリコンの飛び散りの発生を抑制するレーザーマーキング装置及びレーザーマーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハには、当該半導体ウェーハを管理、認識するための識別符号（マーク）が施される場合がある。このマークは一般的に半導体ウェーハの周辺部分に施されており、窪み（ドット）の集合からなる文字、記号などで構成され、人間の目またはＣＣＤカメラ等により識別可能な大きさでマーキングされている。
【０００３】
このようなマークを施す従来の装置として、例えば特許文献１に開示されているものがある。これは、ガルバノメータスキャナを用いたもので、レーザー光源から射出されたレーザー光をガルバノメータスキャナおよびレンズを介して半導体ウェーハ上にレーザー光を照射する。そして、このガルバノメータスキャナに搭載されているミラーをガルバノメータによって回動させて、レーザー光を該ミラーに反射させ、半導体ウェーハ上の狙い位置にレーザー光を走査して、文字、記号などをマーキングする。
【０００４】
このようなレーザーマーキング装置において、例えば射出するレーザー光の設定条件を変更した場合、マーキングの初期において、レーザー光源より射出されるレーザー光が安定していない場合がある。このような異常波形やエネルギーのレーザー光（以下、異常レーザー光と呼ぶ場合もある）により、レーザーマーキングすれば、半導体ウェーハに施されるレーザーマークにも影響が出てしまう。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、まず、レーザーマーキングを施さない場合においてもレーザー光源の電源を入れたままにしておく。また、レーザー光源とガルバノメータスキャナの間に、レーザー光源より射出されるレーザー光が安定するまでレーザー光を遮蔽することが可能な遮蔽板等を配設した装置が知られている。
【０００６】
従来のレーザーマーキング装置の概略図を図４に示す。この従来のレーザーマーキング装置１３は、レーザー光源２、遮蔽板１０ａ、ガルバノメータスキャナ６（ガルバノメータ６ａによってミラー６ｂを回動制御）、レンズ７から構成されている。
レーザー光源２から射出されたレーザー光８は、ガルバノメータスキャナ６によってレンズ７を通して半導体ウェーハＷ上に走査され、レーザーマーク１１が施される。ここで、例えばレーザー光８の出力が安定してなく、異常なレーザー光８’である場合、遮蔽板１０ａによってレーザー光８’を遮る、あるいは系外に放出して空打ちすることが可能である。
レーザー光源２の電源を入れたままにすることによって射出されるレーザー光８の出力の安定性を高めるとともに、異常波形やエネルギーのレーザー光８’が射出されても上記の遮蔽板１０ａにより、レーザー光８’の空打ちを行うことができるような構造になっている。このようにして、安定したレーザー光８により半導体ウェーハＷにレーザーマーキングすることができる。
【０００７】
しかし、上記遮蔽板によるレーザー光の遮蔽をはずした直後のレーザーマークの最初のドット、および小数点をレーザーマーキング後の最初のドットをレーザーマーキングした場合、その周辺に、同じレーザーマークの他のドットの周辺よりもシリコンが溶融して飛び散る度合いが大きく、そのためレーザーマークの周辺部の平坦度低下に繋がったり、発塵の原因になったりする問題が生じており、上記の装置、方法では解決できなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１３４２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハにレーザーマークを施す場合に、特に、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをマーキングする際において、シリコンが溶融して飛び散る度合いを抑制するレーザーマーキング装置およびレーザーマーキング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、半導体ウェーハにレーザーマークを施すレーザーマーキング装置であって、少なくとも、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を半導体ウェーハ上に走査する走査手段と、該走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段を具備し、該遮蔽手段は、前記走査手段によって進行方向が変えられた前記レーザー光を、前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽することができるものであることを特徴とするレーザーマーキング装置を提供する（請求項１）。
【００１１】
このように、少なくともレーザー光源と、レーザー光を半導体ウェーハ上に走査する走査手段と、該走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段を具備し、前記遮蔽手段は、走査手段によって進行方向が変えられたレーザー光を半導体ウェーハに達する前に遮蔽するレーザーマーキング装置であれば、異常なレーザー光が発生する場合に、走査手段によって進行方向が変えられたレーザー光が半導体ウェーハに達する前に遮蔽することができる。従って、半導体ウェーハ上に異常な波形、エネルギーのレーザー光によってレーザーマークが施されることを防ぎ、異常な溶融シリコンの飛び散りの発生を抑えることが可能である。
【００１２】
このとき、前記走査手段が、ガルバノメータスキャナであるのが望ましい（請求項２）。
このように、走査手段がガルバノメータスキャナであれば、ガルバノメータによってレーザー光を反射するミラーを回動制御して、半導体ウェーハ上に、レーザー光を狙い位置に高精度で走査することが可能である。そのため、高品質のレーザーマークが施された半導体ウェーハを得ることができる。
【００１３】
そして、前記遮蔽手段が、遮蔽板またはミラーであるのが好ましい（請求項３）。
このように、前記遮蔽手段が遮蔽板であれば該遮蔽板に空打ちし、またはミラーであれば該ミラーによってレーザー光を反射して、マーキング対象の半導体ウェーハ以外の物に空打ちさせて、半導体ウェーハが異常なレーザー光によってレーザーマーキングされることを防ぐことができる。
【００１４】
このとき、前記遮蔽手段が、少なくとも、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをレーザーマーキングする時に前記レーザー光を遮蔽するものであるのが望ましい（請求項４）。
このような遮蔽手段であれば、少なくとも、上記異常な波形、エネルギーのレーザー光が発生しやすい２つのドットにおいて、溶融シリコンの飛び散りの度合いが抑制され、その周辺部に飛び散りのない高品質の半導体ウェーハを得ることができる。
【００１５】
また、本発明は、半導体ウェーハにレーザーマークを施す方法であって、レーザー光源からレーザー光を射出し、走査手段により前記レーザー光の進行方向を変えてから、前記走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段によって、前記レーザー光を前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽し、その後、前記遮蔽手段による遮蔽をはずして、前記半導体ウェーハにレーザーマークを施すことを特徴とするレーザーマーキング方法を提供する（請求項５）。
【００１６】
このように、走査手段により、レーザー光源から射出されたレーザー光の進行方向を変えてから、前記走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段によって、前記レーザー光を前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽すれば、遮蔽する位置が走査手段後であって、かつレーザーマーキングの対象である半導体ウェーハの直前であるため、レーザー光源からの射出時だけでなく、例えば走査手段による進行方向の変化の際に生じると思われるレーザー光の異常化にも対処することが可能であり、異常化したレーザー光を半導体ウェーハに達しないように遮ることができる。その後、正常な波形、エネルギーのレーザー光（正常レーザー光）によって、レーザーマーキングすることにより、異常な溶融シリコンの飛び散りの度合いが抑えられ、高品質のレーザーマークを付した半導体ウェーハを得ることができる。
【００１７】
このとき、前記レーザー光の遮蔽を、少なくとも、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをレーザーマーキングする時に行うことが望ましい（請求項６）。
【００１８】
このようなレーザーマーキング方法であれば、溶融シリコンの飛び散りの度合いが高い、少なくとも上記２つのドットの周辺において、過剰なエネルギー等を有する異常なレーザー光によってレーザーマーキングされることを防ぐことができるので、飛び散りの発生を抑えることが可能であり、平坦度の高い高品質のレーザーマークを付した半導体ウェーハを得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のように、少なくとも、レーザー光源と、レーザー光を半導体ウェーハ上に走査する走査手段と、該走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段を具備し、該遮蔽手段は、前記走査手段によって進行方向が変えられた前記レーザー光を、前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽することができるレーザーマーキング装置であれば、前記半導体ウェーハ上に異常なレーザー光によってレーザーマーキングされることを防ぐことができ、異常な溶融シリコンの飛び散りの度合いを抑制することが可能な装置となる。
【００２０】
また、走査手段によりレーザー光源から射出されたレーザー光の進行方向を変えてから、前記走査手段と前記半導体ウェーハの間に配設された遮蔽手段によって、前記レーザー光を前記半導体ウェーハに達する前に遮蔽すれば、半導体ウェーハの直前において遮蔽するため、レーザー光源からの射出時だけでなく、例えば走査手段を通過時に生じた異常なレーザー光をも遮ることが可能である。その後、正常なレーザー光によってレーザーマーキングすることにより、溶融シリコンの飛び散りの度合いが抑えられ、平坦度の高い高品質な、レーザーマークを付した半導体ウェーハを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来のレーザーマーキング装置には、レーザー光源の射出時における、例えば異常な波形、エネルギーのレーザー光によってレーザーマークが施されることを避けるために、レーザー光源と走査手段（例えばガルバノメータスキャナ）の間に遮蔽手段（例えば遮蔽板）を配設することにより（図４参照）、該異常なレーザー光を遮ることが可能なものがある。この従来の装置は、レーザー光源射出時において発生する異常レーザー光を遮り、レーザー光源が安定した後にレーザーマークが施されることを可能にする。
【００２２】
しかしながら、上記のようにレーザー光源から発せられるレーザー光を安定化させても、レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットが過剰エネルギーや異常エネルギーを保有していたり、また、レーザー光の波形が異常であったりして、そのため、他の正常なドットに比べて上記２つのドットでは、溶融シリコンの飛び散りの度合いが大きく、レーザーマーク周辺部の平坦度低下に繋がったり、発塵の原因になったりする問題がある。
【００２３】
そこで、本発明者らは、遮蔽手段を走査手段と半導体ウェーハの間に配設することにより、異常なレーザー光を遮蔽することができ、上記２つのドットにおいても正常なレーザー光によりレーザーマーキングすることが可能な装置および方法を考え出した。遮蔽手段を走査手段と半導体ウェーハの間、すなわち半導体ウェーハの直前に配設して、遮蔽手段後にレーザー光へ影響を与える可能性のある経路をレーザー光が通過しないようにすることにより、例えば走査手段においてレーザー光の波長が異常化しても、遮蔽手段によって半導体ウェーハに達する前に異常レーザー光を確実に遮ることが可能となる。そして、正常なレーザー光によってレーザーマーキングすることができるため、飛び散りの度合いが高い上記レーザーマークの最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットにおいても飛び散りの発生を抑制することができる。
【００２４】
まず、図１に本発明のレーザーマーキング装置の構成の一例を示す。
このレーザーマーキング装置１は、レーザー光源２、ビームエキスパンダ３、マスク型アパーチャ４、レーザーアッテネータ５、ガルバノメータスキャナ６、遮蔽板１０ａ、レンズ７で構成される。また、ガルバノスメータキャナ６は、ガルバノメータ６ａ、ミラー６ｂから成る。
【００２５】
レーザー光源２から射出されるレーザー光８は、ビームエキスパンダ３によって所定のビーム径に整形される。次に、マスク型アパーチャ４によって所定のビーム径に整形されたレーザー光８のビーム周辺を遮蔽し、その中心部の所定の範囲を指定の透過率で減衰する。そして、レーザーアッテネータ５によって、レーザー光８の全体エネルギーを調整して、その後、走査手段９として例えばガルバノメータスキャナ６と、レンズ７によって半導体ウェーハＷ上にレーザー光８を走査する。この走査手段９は、ミラー６ｂを回動させて、レーザー光８を狙い位置に精密に走査することができるものであればよく、特に限定はされない。例えばガルバノメータ６ａの替りにステッピングモーター等を用いてもよい。
【００２６】
ここで、遮蔽手段１０として、例えば図１のように遮蔽板１０ａを用いた場合、走査手段９によって走査された異常なレーザー光８’を遮り、遮蔽板に空打ちさせることができる。このような遮蔽板は、例えばシャッターとすることができ、必要時だけシャッターを閉じるようにすればよい。ミラー１０ｂを用いる場合は、異常なレーザー光８’の反射先にダミー等を配置して空打ちさせる。この遮蔽手段１０は、半導体ウェーハＷに達しないように異常レーザー光８’を遮蔽することができるものであればよく、特に限定されない。
【００２７】
このように遮蔽手段１０が走査手段９と半導体ウェーハＷの間に配設された装置であれば、溶融シリコンの飛び散りの度合いが大きいレーザーマーク１１の最初のドットおよび小数点をレーザーマーキングした後の最初のドットをマーキングする際に、一旦遮蔽手段１０によって異常波形、エネルギーのレーザー光８’を半導体ウェーハＷの直前で遮ることができる。
そして、その後に遮蔽手段１０による遮蔽をはずして、正常な波形、エネルギーのレーザー光８により半導体ウェーハＷ上にマーキングすることによって、上記２つのドットの周辺において、溶融シリコンの飛び散りを抑制することが可能である。
【００２８】
以上のように、従来では遮蔽板後の経路で発生するレーザー光の異常化に対応できなかったが、本発明の装置および方法のように、遮蔽手段を走査手段と半導体ウェーハの間に配設することにより、走査手段等でレーザー光の異常化が発生しても対応することができ、半導体ウェーハには正常なレーザー光でレーザーマークが施される。
したがって、例えば上記２つのドットにおいて溶融シリコンの飛び散りの度合いを抑え、平坦度の高い良質の半導体ウェーハを得ることが可能である。もちろん、本発明では走査手段とウェーハとの間に遮蔽手段があればよく、これに加えてレーザー光源を安定化させるための遮蔽手段が、レーザー光源と走査手段の間に設けられてもよい。
【実施例】
【００２９】
以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１・比較例１）
図１に示される本発明のレーザーマーキング装置を用いて、サンプルウェーハにレーザーマークを施した。ＹＬＦレーザーを用い、レーザーパワー６００μＪ、目標印字深さを６０μｍとし、レーザーマークの最初のドットをマーキングする際に、シャッターを閉じることで遮蔽板に一旦空打ちを行った後に、シャッターを開くことで遮蔽板をはずしてサンプルウェーハにレーザーマークを施した（実施例１）。
【００３０】
次に、レーザーマークの最初のドットをマーキングする際に、レーザー光を遮蔽しないで空打ちを行わずに、それ以外は実施例１と同じ条件のもとでサンプルウェーハにレーザーマークを施した（比較例１）。
【００３１】
図２および図３に、それぞれ実施例１、比較例１におけるレーザーマークの最初のドットおよびその周辺の様子を示した。
本発明の装置、方法を用いた実施例１では、図２から判るように、上記レーザーマークの最初のドットの周辺に溶融シリコンの飛び散りは確認されなかった。
一方、実施例１とは異なり、最初のドットのマーキング時に遮蔽手段によるレーザー光の遮蔽を行わなかった比較例１では、図３中の矢印に示されているように、溶融シリコンの飛び散りが確認された。
【００３２】
このように、本発明のレーザーマーキング装置、方法を用いることによって、従来では解決できず溶融シリコンの飛び散りの度合いが高かったドットにおいても、その発生を抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のレーザーマーキング装置の構成の一例の概略図である。
【図２】実施例１におけるレーザーマーク最初のドットの観察図である。
【図３】比較例１におけるレーザーマーク最初のドットの観察図である。
【図４】従来のレーザーマーキング装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、本発明のレーザーマーキング装置、  ２…レーザー光源、
３…ビームエキスパンダ、  ４…マスク型アパーチャ、
５…レーザーアッテネータ、  ６…ガルバノメータスキャナ、
６ａ…ガルバノメータ、  ６ｂ…ミラー、
７…レンズ、  ８…レーザー光（正常）、
８’…レーザー光（異常）、  ９…走査手段、
１０…遮蔽手段、  １０ａ…遮蔽板、  １０ｂ…ミラー（遮蔽手段）、
１１…レーザーマーク、  １３…従来のレーザーマーク装置。
【図１】
2006286753.tif 000003
【図２】
2006286753.tif 000004
【図３】
2006286753.tif 000005
【図４】
2006286753.tif 000006